CN117561723A - 一种声学输出装置 - Google Patents

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CN117561723A CN202280045007.8A CN202280045007A CN117561723A CN 117561723 A CN117561723 A CN 117561723A CN 202280045007 A CN202280045007 A CN 202280045007A CN 117561723 A CN117561723 A CN 117561723A
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acoustic
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Abstract

本说明书提供一种声学输出装置。所述声学输出装置包括第一声学组件和第二声学组件。所述第一声学组件可以包括第一振膜，所述第一振膜可以振动产生第一声音。所述第二声学组件可以包括第二振膜，所述第二振膜可以振动产生第二声音，其中，所述第二振膜的至少一部分可以围绕所述第一振膜设置。在目标频率范围内，所述第一振膜的振动相位和所述第二振膜的振动相位可以相反，所述第二声音可以与所述第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。

Description

一种声学输出装置 技术领域
本说明书涉及声学领域，特别涉及一种声学输出装置。
背景技术
传统的音频器件在频率不太高的情况下会呈现单极子辐射，单极子辐射时虽然可以保证较高的辐射效率，但同时也会使得辐射的声能量不够聚焦，导致远场漏音较大。因此，在保证近场辐射效率的同时，能够对远场声源的指向性进行调控，使得音频器件具有指向性，成为音频器件的一种需求。目前，开放式音频设备通常是通过前后腔开孔以形成类偶极子，利用类偶极子辐射机制对该音频设备的辐射方向进行调控，从而保证辐射效率。但是，实际产品端开孔的尺寸和扬声器本身前后辐射的不一致会降低辐射效率，同时，音频设备中的开孔还会降低产品的可靠性，尤其是防水性能。
因此，希望提供一种声学输出装置，可以对声源的指向性进行调控以提高声学输出装置的指向性。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种声学输出装置。所述声学输出装置可以包括第一声学组件和第二声学组件。所述第一声学组件可以包括第一振膜，所述第一振膜可以振动产生第一声音。所述第二声学组件可以包括第二振膜，所述第二振膜可以振动产生第二声音，其中，所述第二振膜的至少一部分可以围绕所述第一振膜设置。在目标频率范围内，所述第一振膜的振动相位和所述第二振膜的振动相位可以相反，所述第二声音可以与所述第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。
在一些实施例中，所述第一振膜的振动幅值与所述第二振膜的振动幅值之间的比值可以在0.8-1.2范围内。
在一些实施例中，所述第一振膜可以为圆形振膜，所述第二振膜可以为围绕所述圆形振膜分布的环形振膜，所述第一振膜可以与所述第二振膜同轴布置。
在一些实施例中，所述第一振膜可以与所述第二振膜并排设置，且所述第二振膜的振动方向可以与所述第一振膜的振动方向平行。
在一些实施例中，所述第二振膜的外径与所述第一振膜的直径间的比值不小于2。
在一些实施例中，所述第二振膜的环形宽度与所述第一振膜的半径之间的比值不小于2。
在一些实施例中，所述第二振膜与所述第一振膜的面积间的比值不小于4。
在一些实施例中，所述第二振膜可以相对于所述第一振膜倾斜设置，且所述第二振膜的振动方向可以与所述第一振膜的振动方向之间形成0°-45°的夹角。
在一些实施例中，在沿着所述第一振膜的振动方向上，所述第二振膜的外缘可以比所述第二振膜的内缘远离所述第一振膜。
在一些实施例中，所述第二振膜与所述第一振膜的面积间的比值不小于1。
在一些实施例中，所述第二振膜的外径与所述第一振膜的直径之间的比值不小于1。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括滤波处理组件，可以用于对音频信号进行滤波以生成第一音频信号，以及对所述第一音频信号进行调相处理，确定调相后的第一音频信号，其中，所述第一振膜可以基于所述音频信号产生所述第一声音，所述第二振膜可以基于所述调相后的第一音频信号产生所述第二声音。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括分频处理组件，可以用于对音频信号进行分频以生成第二音频信号和第三音频信号，以及对所述第三音频信号进行调相处理，确定调相后的第三音频信号。
在一些实施例中，所述第三音频信号可以与所述调相后的第三音频信号相位相反。
在一些实施例中，所述分频处理组件可以用于基于分频点对所述音频信号进行分频以生成所述第二音频信号和所述第三音频信号。
在一些实施例中，所述音频信号的频率范围可以为20Hz-20kHz，所述分频点的频率范围可以为200Hz-1000Hz。
在一些实施例中，所述分频处理组件还可以用于基于所述第二音频信号和所述调相后的第三音频信号确定第四音频信号，其中，所述第一振膜可以基于所述音频信号产生所述第一声音，所述第二振膜可以基于所述第四音频信号产生所述第二声音。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括壳体，用于容纳所述第一声学组件和所述第二声学组件，其中，所述壳体可以包括导声孔，用于导出所述第一振膜或所述第二振膜产生的第三声音，其中，所述第三声音可以与所述第一声音或所述第二声音相位相反。
在一些实施例中，所述第一振膜可以基于所述第三音频信号产生所述第一声音；以及所述第二振膜可以基于所述调相后的第三音频信号产生所述第二声音。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括第二声学输出装置，其中，所述第二声学输出可以装置包括第三声学组件，所述第三声学组件可以包括第三振膜，用于基于所述第二音频信号产生第四声音。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括壳体，用于容纳所述第三声学组件，其中，所述壳体可以包括导声孔，所述导声孔用于导出所述第三振膜产生的第五声音，所述第五声音可以与所述第四声音相位相反。
在一些实施例中，所述声学输出装置可以包括磁路组件，用于提供第一磁间隙和第二磁间隙，所述第一磁间隙和所述第二磁间隙中的磁场方向相反；以及音圈组件，包括第一音圈和第二音圈，其中，所述第一音圈的一端可以位于所述第一磁间隙内，所述第一音圈的另一端可以与所述第一振膜连接。所述第二音圈的一端可以位于所述第二磁间隙内，所述第二音圈的另一端可以与所述第二振膜连接。
在一些实施例中，所述声学输出装置可以包括第一磁路组件和第二磁路组件。第一磁路组件可以包括多组第一磁体，每组第一磁体可以包括在所述第一振膜两侧相对设置的两个磁化方向相反的第一磁体。所述第二磁路组件可以包括多组第二磁体，每组第二磁体可以包括在所述第二振膜两侧相对设置的两个磁化方向相反的第二磁体。
在一些实施例中，所述声学输出装置还可以包括设置在所述第一振膜中的第一导线和设置在所述第二振膜中的第二导线，其中，所述第一导线可以位于相邻设置的两个第一磁体之间，所述第二导线可以位于相邻设置的两个第二磁体之间。
在一些实施例中，位于相同磁场方向中的第一导线可以和第二导线电流方向相反。
在一些实施例中，所述声学输出装置可以包括压电组件和振动传递组件。所述压电组件可以用于将电压信号转换为机械振动，可以包括第一压电元件和第二压电元件。所述振动传递组件可以包括第一振动传递元件和第二振动传递元件，其中，所述第一振动传递元件可以用于连接所述第一压电元件和所述第一振膜以传递所述机械振动，所述第二振动传递元件可以用于连接所述第二压电元件和所述第二振膜以传递所述机械振动。
在一些实施例中，所述第一压电元件可以和所述第二压电元件的极化方向相反。
在一些实施例中，所述第一压电元件可以和所述第二压电元件的电极相反。
在一些实施例中，作用在所述第一压电元件可以和所述第二压电元件上的所述压电信号相位相反。
在一些实施例中，所述声学输出装置可以包括第一磁回路第一磁回路和第二磁回路。第一磁回路可以包括第一驱动单元，其中，所述第一驱动单元可以包括第一音圈，所述第一音圈可以用于基于电信号改变所述第一磁回路中的磁通密度以引起所述第一振膜振动。所述第二磁回路可以包括第二驱动单元，其中，所述第二驱动单元可以包括第二音圈，所述第二音圈可以用于基于电信号改变所述第二磁回路中的磁通密度以引起所述第二振膜振动。
在一些实施例中，所述第一音圈可以与所述第二音圈的缠绕方向相反。
在一些实施例中，所述第一磁回路可以与所述第一磁回路的磁回路方向相反。
在一些实施例中，所述第一音圈中的电信号可以与所述第二音圈中的电信号相位相反。
本说明书实施例之一提供一种声学输出系统。所述声学输出系统可以包括第一扬声器阵列，用于产生第一声音；以及第二扬声器阵列，用于产生第二声音，其中，所述第二扬声器阵列的至少一部分可以围绕所述第一扬声器阵列设置；以及在目标频率范围内，所述第一声音可以和所述第二声音相位相反，所述第二声音可以与所述第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的应用场景示意图；
图2A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器的示例性结构图；
图2B是根据本说明书一些实施例所示的示例性亥姆霍兹共鸣器阵列的示意图；
图3A是根据本说明书一些实施例所示的声源周围设有亥姆霍兹共鸣器阵列时声场分布的截面 图；
图3B是根据本说明书一些实施例所示的声源周围没有设置亥姆霍兹共鸣器阵列时声场分布的截面图；
图4A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器数量为6时声场分布的截面图；
图4B是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器数量为10时声场分布的截面图；
图5A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器阵列具有一周期长度时声场分布的截面图；
图5B是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器阵列具有不同于图5A中的周期长度时声场分布的截面图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的阻抗边界具有不同夹角时声场分布的截面图；
图7是根据本说明书一些实施例所示的环形振膜的示例性结构图；
图8是根据本说明书一些实施例所示的第二振膜对第一振膜所形成的声场进行调控的示例性辐射效果图；
图9是根据本说明书一些实施例所示的第一振膜与第二振膜的振动方向具有不同夹角时的声场分布截面图；
图10是根据本说明书的一些实施例所示的示例性声学输出装置的框图；
图11是根据本说明书一些实施例所示的滤波控制的示例性原理图；
图12是根据本说明书一些实施例所示的分频控制的示例性原理图；
图13是根据本说明书一些实施例所示的另一分频控制振动的示例性原理图；
图14是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图15A-15D是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图15E-15F是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图15G是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图16是根据本说明书另一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图17是根据本说明书另一些实施例所示的声学输出装置的示例性结构图；
图18A是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性声学输出装置的结构图；
图18B-图18C是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图18D是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图18E是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图19是根据本说明书另一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图20A是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图20B是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图20C是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图；
图21是根据本说明书一些实施例所示的示例性音箱的结构图；
图22A-图22D是根据本说明书一些实施例所示的音箱用声学输出装置不同驱动方式的示例性结构图；
图23A是根据本说明书另一些实施例所示的示例性扬声器阵列的结构图；
图23B是根据本说明书一些实施例所示的示例性扬声器阵列的结构图；
图23C是根据本说明书一些实施例所示的示例性扬声器阵列的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的 是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本说明书实施例提供了一种声学输出装置。声学输出装置可以包括第一声学组件和第二声学组件。其中，第一声学组件可以包括第一振膜，第一振膜可以产生第一声音；第二声学组件可以包括第二振膜，第二振膜可以产生第二声音。在一些实施例中，第二振膜的至少一部分可以围绕第一振膜设置。例如，第一振膜可以为圆形振膜，第二振膜可以为围绕圆形振膜分布的环形振膜。在一些实施例中，在目标频率范围内，第一振膜的振动相位和第二振膜的振动相位可以相反，使得第二振膜产生的第二声音与第一振膜产生的第一声音发生干涉，从而产生指向目标方向的指向性声场。在一些实施例中，目标频率范围可以是声学输出装置输出的音频信号的频率范围。例如，目标频率范围可以是低频频率范围(如，20Hz–500Hz)、中高频频率范围(如，500Hz–9000Hz)等。
在一些实施例中，还可以通过调整声学输出装置的边界阻抗来构建指向目标方向的指向性声场。在一些实施例中，可以利用亥姆霍兹共鸣器或其阵列来实现对声学输出装置边界阻抗的调控。例如，可以在声学输出装置的出声孔/声辐射面的边界处设置亥姆霍兹共鸣器或其阵列。亥姆霍兹共鸣器或其阵列可以吸收声学输出装置产生的声音并产生共振，从而产生声音。基于声源频率与亥姆霍兹共鸣器共振频率间的关系，可以调整亥姆霍兹共鸣器或其阵列的设置(例如，亥姆霍兹共鸣器的结构参数、阵列分布相关的参数等)，使亥姆霍兹共鸣器或其阵列共振产生的声音与声学输出装置产生的声音的振动相位之间满足特定关系，从而实现不同的边界阻抗效果，进而构建指向目标方向的指向性声场。
本说明书实施例提供的声学输出装置可以通过设置第一振膜和第二振膜的结构关系，且第一振膜的振动相位与第二振膜的振动相位之间满足特定关系，可以使得第二声音与第一声音产生干涉，从而产生指向目标方向的指向性声场，进而在保证声学输出装置的辐射效率的同时能够提高声学输出装置的指向性。本说明书实施例提供的声学输出装置还可以利用亥姆霍兹共鸣器或其阵列来实现对声学输出装置边界阻抗的调控，从而构建指向目标方向的指向性声场，提高声学输出装置的指向性。
图1是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的应用场景示意图。
声学输出装置110可以是具有声音输出能力的设备。声学输出装置110可以将音频信号(例如，电信号)转化为机械振动信号，并以声音的形式向外界输出。在一些实施例中，在不同应用场景下，用户使用声学输出装置110时，声学输出装置110与用户的相对位置可能不同，而用户通常希望声学输出装置110输出的声音能够指向用户的耳部120。也可以理解为，在声学输出装置110与用户耳部120的相对位置一定时，声学输出装置110能输出指向用户耳部120的声音。基于这种需求，声学输出装置110可以通过构建具有指向性的定向声场，使得声学输出装置110可以输出指向用户耳部120的声音。
在一些实施例中，声学输出装置110可以应用于耳机、助听器、移动装置、可穿戴设备、音箱等电子电器设备。在一些实施例中，移动装置可以包括手机、可充电智能家居装置、可充电智能行动装置、可充电虚拟实境装置、可充电增强实境装置等，或其任意组合。在一些实施例中，可充电智能家居装置可以包括智能电器的控制装置、智能监测装置、智能电视、智能摄像机等，或其任意组合。在一些实施例中，可充电智能行动装置可以包括智能电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置、导航装置、POS装置等，或其任意组合。在一些实施例中，可充电虚拟实境装置和/或可充电增强实境装置可以包括虚拟实境头盔、虚拟实境眼镜、虚拟实境眼罩、增强实境头盔、增强实境眼镜、增强实境眼罩等，或其任意组合。
以声学输出装置110应用于开放式耳机为例，在一些实施例中，声学输出装置110可以利用固定装置130(例如，耳挂、头带等)固定于用户耳部120附近。声学输出装置110可以包括用于产生第一声音的第一声学组件和产生第二声音的第二声学组件。通过设置声学输出装置110的声学结构(例如，驱动组件、磁路组件等)，使得第一声音的相位与第二声音的相位相反。第一声音与第二声音发生干涉，第二声音对第一声音进行调控，从而构建声学输出装置110的指向性声场，使得声学输出装置110输出指向用户耳部120的声音。
在一些实施例中，声学输出装置可以通过出声孔/声辐射面向外输出声音。当声学输出装置只有一个输出声音的出声孔/声辐射面时，声学输出装置可以视为单极子声源，该单极子声源产生的声场的声压可以用公式(1)表示：
其中，p为声压，ρ 0为空气密度，ω为角频率，r为空间位置与声源的间距，Q 0为声源体积速度，k为波数。根据公式(1)可知，在某空间位置处，声压的大小与该空间位置到声源的距离呈反比。
在一些实施例中，单极子声源的辐射可以通过格林函数积分来体现声场分布，在二维无限大空间中，单极子声源的格林函数可以用公式(2)表示：
其中，k x为x方向的波数，k y为y方向的波数。
在一些实施例中，当单极子声源在阻抗边界附近时，格林函数会发生变化。例如，当单极子声源位于二维坐标系的坐标原点时，在存在边界阻抗的情况下，格林函数可以用公式(3)表示：
其中，ρ为传播介质密度，Z′ s为边界阻抗。对比二维无限大空间中单极子声源的格林函数公式(2)可知，公式(3)比公式(2)多了一项系数 该项系数可以称为裁剪因子。基于此可知，单极子声源在不同的边界阻抗条件下，可以产生不同的裁剪因子，单极子声源的声场辐射也会呈现不同的状态，从而产生不同的声辐射指向性。因此，可以通过调整单极子声源的边界阻抗，从而对单极子声源的辐射进行指向性调控。在一些实施例中，当边界阻抗近似为0时，可以使单极子声源的辐射声场近似为类偶极子辐射声场。
在一些实施例中，可以利用亥姆霍兹共鸣器或其阵列来实现对声源边界阻抗的调控。在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器阵列可以排布于声源的边界，声源的边界阻抗可以具有等效边界阻抗，等效边界阻抗可以用公式(4)表示：
其中，Z′ s为等效边界阻抗，M a为亥姆霍兹共鸣器的等效声质量，C a为亥姆霍兹共鸣器的等效声容。等效声质量M a和等效声容C a与亥姆霍兹共鸣器的结构参数(例如，颈部结构参数、腔体结构参数)有关。亥姆霍兹共鸣器的共振频率可以用公式(5)表示：
根据公式(4)和公式(5)，声源的等效边界阻抗表示为：
其中， 表示声源频率。
根据公式(6)可知，声源频率与亥姆霍兹共鸣器共振频率的关系不同时，点声源的等效边界阻抗不同，导致点声源的裁剪因子不同，从而使得对坐标原点位置的声源的辐射调控效果不同。例如，在一些实施例中，当声源频率低于亥姆霍兹共鸣器共振频率时，等效边界阻抗可以为正虚数；当声源频率高于亥姆霍兹共鸣器共振频率时，等效边界阻抗可以为负虚数；当声源频率等于亥姆霍兹共鸣器共振频率时，等效边界阻抗可以为0。
图2A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器的示例性结构图。图2B是根据本说明书一些实施例所示的示例性亥姆霍兹共鸣器阵列的示意图。
参见图2A，亥姆霍兹共鸣器200可以包括颈部210和腔体220。颈部210与腔体220声学连通，腔体220通过颈部210与外界连通。在一些实施例中，颈部210可以为管道结构，管道结构的一端与腔体220连通，管道结构另一端与外界连通。腔体220可以为空腔结构，空腔结构的形状可以为圆形、长方形等规则或不规则几何形状。在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器200可以通过吸收环境中的声音(例如，本说明书中所述的声源发出的声音)而使腔体220和/或颈部210中的空气产生共振，从而产生声音。在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器200共振产生的声音可以与所吸收的声音相位相反。在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器200共振产生的声音可以与所吸收的声音幅值相同或相似。如此，亥姆霍兹共鸣器200共振产生的声音可以与环境中的声音干涉，从而形成指向性的声场。在一些实施例中，通过调整亥姆霍兹共鸣器200的(颈部210、腔体220)的结构参数，可以调整与亥姆霍兹共鸣器200的共振相关的参数。与亥姆霍兹共鸣器200的共振相关的参数可以包括但不限于等效声质量、等效声容、共振频率等。亥姆霍兹共鸣器的结构参数可以包括但不限于颈部半径r、颈部长度l、颈部截面积、腔体容积V、腔体长度w、腔体宽度h等。
参见图2B，图2A中所示的亥姆霍兹共鸣器200可以形成亥姆霍兹共鸣器阵列230。在一些实 施例中，亥姆霍兹共鸣器阵列230可以围绕声源O设置。例如，亥姆霍兹共鸣器阵列230可以位于声源O的一侧并沿着声源O的周向布置。亥姆霍兹共鸣器阵列230可以吸收声源O产生的声音并产生共振，从而产生声音。亥姆霍兹共鸣器阵列230产生的声音可以与声源O产生的声音满足特定关系(例如，相位相反、幅值相同或相似等)，从而可以构建指向性的声场。
在一些实施例中，当亥姆霍兹共鸣器200或其阵列设置于声源的边界时，通过调整亥姆霍兹共鸣器200的颈部210和腔体220的结构参数或与阵列分布相关的参数，可以调整亥姆霍兹共鸣器200或其阵列的共振频率，从而调整声源的等效边界阻抗，进而对声源的声场辐射进行调控。例如，需要对频率为8000Hz左右的声音的声场分布进行调控以构建该频率范围的指向性声场时，可以设置亥姆霍兹共鸣器200的颈部210和腔体220的结构参数，使其共振频率为8000Hz左右。此时，声源的等效边界阻抗可以接近为0，从而可以构建频率为8000Hz左右的指向性声场。在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器的结构参数可以影响其形成的指向性声场的辐射频率和带宽。例如，当声源的辐射频率等于(或接近)亥姆霍兹共鸣器的共振频率时，亥姆霍兹共鸣器可以发生共振以构建指向性声场。因此，亥姆霍兹共鸣器的结构参数可以决定指向性声场对应的辐射频率，并相应地决定指向性声场对应的带宽。
图3A是根据本说明书一些实施例所示的声源周围设有亥姆霍兹共鸣器阵列时声场分布的截面图。图3B是根据本说明书一些实施例所示的声源周围没有设置亥姆霍兹共鸣器阵列时声场分布的截面图。仅作为示例，图3A所示的亥姆霍兹共鸣器阵列中单个亥姆霍兹共鸣器的颈部长度为1mm，颈部半径为0.5mm，腔体长度为5mm，腔体宽度为5mm，共振频率为8000Hz。对比图3A和图3B可以看出，声源边界处设置亥姆霍兹共鸣器阵列时，声源的声场辐射具有明显的指向性。
在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器阵列中亥姆霍兹共鸣器的数量可以影响声场的指向性。例如，在亥姆霍兹共鸣器阵列的周期长度不变的情况下，随着阵列中亥姆霍兹共鸣器数量减小，声场的指向性可能减弱。这里，亥姆霍兹共鸣器的周期长度可以指亥姆霍兹共鸣器阵列中相邻两个亥姆霍兹共鸣器的几何中心之间的距离。图4A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器数量为6时声场分布的截面图。图4B是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器数量为10时声场分布的截面图。需要知道的是，图4A和图4B仅示出了声源所在截面上的亥姆霍兹共鸣器数量，亥姆霍兹共鸣器阵列可以围绕声源设置，该阵列中亥姆霍兹共鸣器的总数量可以大于或等于截面上的亥姆霍兹共鸣器数量。结合图4A和图4B，声源周围设置的亥姆霍兹共鸣器数量分别为6和10时，声源的声场辐射都有明显的指向性，且亥姆霍兹共鸣器数量为10时的指向性可以高于数量为6时的指向性。在一些实施例中，可以根据待调整的声源的频率和/或波长确定亥姆霍兹共鸣器的数量。例如，在亥姆霍兹共鸣器阵列的周期长度不变的情况下，可以设置亥姆霍兹共鸣器的数量使亥姆霍兹共鸣器阵列的长度接近或大于待调整的声源波长的两倍。仅作为示例，待调整的声源的频率为8000Hz，对应的波长为4.28cm，相应地，亥姆霍兹共鸣器阵列的长度可以大于或等于8cm。当亥姆霍兹共鸣器的周期长度为8mm时，亥姆霍兹共鸣器阵列种亥姆霍兹共鸣器阵列的数量可以为10个或以上，例如，声源单边可以设置5个及以上的亥姆霍兹共鸣器，从而可以使声源的声场辐射图具有较好的指向性。
在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器阵列中亥姆霍兹共鸣器的周期长度可以影响声场的指向性。例如，在其他参数(亥姆霍兹共鸣器的数量)相同的条件下，一定范围内，亥姆霍兹共鸣器的周期长度增加，裁剪因子的变化率逐渐变小，等效声阻抗率逐渐变大。相应地，声场的指向性可能减弱。图5A是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器阵列具有一周期长度时声场分布的截面图。图5B是根据本说明书一些实施例所示的亥姆霍兹共鸣器阵列具有不同于图5A中的周期长度时声场分布的截面图。对比图5A和图5B可知，图5A中的亥姆霍兹共鸣器的周期长度小于图5B中亥姆霍兹共鸣器的周期长度，图5A中声场的指向性效果优于图5B中声场的指向性效果。
在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器的周期长度可以是均匀或非均匀设置。在一些实施例中，同一阵列中亥姆霍兹共鸣器的结构参数可以相同或不同。
在一些实施例中，亥姆霍兹共鸣器阵列在声源的两侧形成的边界可以具有夹角，夹角角度不同时，声源的调控效果不同，从而使得单极子声源的辐射效果不同。
图6是根据本说明书一些实施例所示的阻抗边界具有不同夹角时声场分布的截面图。
图6中(a)-(f)表示截面中亥姆霍兹共鸣器阵列在声源的两侧形成的边界夹角分别为180°、160°、140°、120°、100°、和90°时的声场分布。结合图6中的(a)-(f)可知，声源的两侧边界的夹角越小，声源的声场指向性越强。在一些实施例中，声源的辐射效率可能会随着声源的两侧边界夹角的减小而降低。例如，如图6中的(f)所示，当声源的两侧边界的夹角为90°时，由于亥姆霍兹共鸣阵列的颈部形成的次级声源与声源的距离过近会形成声短路，使得声源的辐射效率较低。在一些实施例中，为了保证声源的指向性和辐射效率，声源的两侧边界的夹角可以为95°-180°。
在一些实施例中，可以通过在中心声源(例如，圆形声源)周边设置附加声源(例如，环形声 源)，并利用附加声源输出与中心声源相位相反的声音信号，从而对中心声源的声场辐射进行调控。在一些实施例中，通过附加声源调控中心声源的声场辐射可以实现在目标频域内对中心声源的声场辐射的调控。在一些实施例中，附加声源围绕中心声源的周边设置，可以控制中心声源周边的辐射情况，同时可以减小对中心声源的中心辐射的影响。在一些实施例中，中心声源可以为任意形状。仅作为示例，中心声源可以具有圆形、跑道形、长方形、五边形等规则或不规则的形状。附加声源的至少一部分可以具有环绕所述中心声源的规则或不规则形状。例如，中心声源可以为跑道形，附加声源可以为环绕所述跑道形声源的环形。再例如，中心声源可以为跑圆形，附加声源可以为环绕所述圆形声源的环形。
图7是根据本说明书一些实施例所示的环形振膜的示例性结构图。
参见图7，在一些实施例中，第一振膜710可以视为中心声源，第一振膜710振动可以产生第一声音。第二振膜720可以视为附加声源，第二振膜720振动可以产生第二声音。第二振膜720的至少一部分围绕第一振膜710设置。在一些实施例中，第一振膜710可以为任意形状。例如，第一振膜710可以具有圆形、跑道形、长方形、五边形等规则或不规则的形状。第二振膜720的至少一部可以具有环绕第一振膜710的规则或不规则形状。仅作为示例，如图7所示，第一振膜710可以为圆形振膜，第二振膜720可以为围绕圆形振膜分布的环形振膜。在一些实施例中，第一振膜710的半径可以是圆形振膜的半径，也即是中心声源的半径a。第二振膜720的半径可以是环形振膜外层圆周的半径，也即是附加声源的半径b。
在一些实施例中，可以通过使第一振膜710的振动相位与第二振膜720的振动相位相反，从而使第二声音与第一声音的相位相反。例如，第一振膜710和第二振膜720设置于声学输出装置中时，可以通过设置声学输出装置的声学结构(例如，驱动组件、磁路组件等)，使得第一振膜710与第二振膜720的振动相位相反。第一声音与第二声音的相位相反，第一声音与第二声音发生干涉，从而构建声学输出装置的指向性声场。在一些实施例中，还可以进一步使第一振膜710的振动幅值与第二振膜720的振动幅值相同或相似，使第一声音与第二声音更好地实现干涉。由此，附加声源可以对中心声源进行调控，以构建整体声源的指向性声场。
在一些实施例中，根据叠加原理，中心声源与附加声源组成的整体声源可以看作是多个声源的叠加声源。例如，中心声源可以记为第一声源，附加声源可以包括与第一声源半径相同(例如，半径为a)且与中心声源相位相同的同相声源(记为第二声源)，以及与中心声源半径不同(例如，半径为b)且与中心声源相位相反的反相声源(记为第三声源)。也即是，附加声源可以等效为第二声源与第三声源的叠加；整体声源可以为第一声源、第二声源和第三声源的叠加。第一声源、第二声源和第三声源的声压可以分别用公式(7)、公式(8)和公式(9)表示：
其中，P 1、P 2、P 3分别为第一声源、第二声源和第三声源产生的声场的声压，U 1、和U 2分别为第一声源和第二声源/第三声源的声体积速度，r为到第一声源中心的距离，a为第一声源/第二声源的半径，b为第三声源的半径。整体声源可以为第一声源、第二声源和第三声源的叠加，即整体声源记为P＝P 1+P 2+P 3。根据公式(7)-(9)可以计算得到整体声源向前辐射半空间的指向性函数，该指向性函数可以用公式(10)表示：
当第一声源与附加声源(第二声源和第三声源的等效叠加)的尺寸(如半径)和声体积速度确定时，可以得到不同距离不同频率下的声指向性函数。
图8是根据本说明书一些实施例所示的第二振膜对第一振膜所形成的声场进行调控的示例性辐射效果图。
参见图8，通过在第一振膜810(或中心声源)的外侧设置第二振膜820(或附加声源)，第二振膜820可以对第一振膜810形成的声场进行调控，从而提高第一振膜810产生的声场的指向性，进而 构建具有良好指向性的声场。在一些实施例中，结合整体声源的指向性函数公式(10)可知，第一振膜810的半径a越大，第二振膜820对第一振膜起调控作用的频率越低。当k×a的值为1，k×b的值位于3～4的范围内时，可以得到具有良好指向性的辐射。在一些实施例中，第二振膜820所在空间位置与第一振膜810之间的距离r的值不同时，整体声源的指向性基本不变，但是整体声源的辐射图中可能会出现微小的旁瓣(例如，图8中所示的旁瓣830)。在一些实施例中，为了保证第二振膜820对第一振膜810的调控效果，第二振膜820的振动幅值可以大于或等于第一振膜810的振动幅值。
在一些实施例中，第二振膜(如，环形声源)可以相对于第一振膜(如圆形声源)倾斜设置，使得第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间具有夹角，夹角角度不同时，第二振膜对第一振膜的调控效果不同。
图9是根据本说明书一些实施例所示的第一振膜与第二振膜的振动方向具有不同夹角时的声场分布截面图。在一些实施例中，振膜的振动方向可以与振膜所在平面的法线平行。图9中(a)-(d)分别表示第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角θ为10°、20°、30°和45°时的声源声场分布。在一些实施例中，如声场分布的截面图所示，第二振膜可以在第一振膜两侧(例如，沿着第一振膜的振动方向)对称分布。结合图9中(a)-(d)可得，第二振膜的振动方向与第一振膜振的振动方向之间的夹角越大(或者位于第一振膜两侧的第二振膜的夹角越小)，声源的指向性效果越强。仅作为示例，为了保证声源的指向性，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以为45°。在一些实施例中，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向平行时(即，第二振膜与第一振膜并排设置，或者位于第一振膜两侧的第二振膜的夹角为180°)，第二振膜的宽度与第一振膜的宽度间的比值可以大于等于特定比例，例如，1:1、1.5:1、2:1、3:1等。这里，振膜的宽度可以指振膜在垂直于振膜振动方向上的尺寸。以第二振膜为环形振膜，第一振膜为圆形振膜为例，第一振膜的宽度可以指圆形振膜的半径，第二振膜的宽度可以指环形振膜的环形宽度。例如，环形振膜的环形宽度与圆形振膜的半径间的比值可以大于等于2:1。在一些实施例中，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角越大(或者位于第一振膜两侧的第二振膜的夹角越小)，第二振膜与第一振膜的距离越近，第二振膜的宽度与第一振膜的宽度间的比值可以更小。例如，当第二振膜的宽度与第一振膜的宽度间的比值小于或等于1:1时，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以大于或等于67.5°；再例如，当第二振膜的宽度与第一振膜的宽度间的比值小于或等于2:1时，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以大于或等于0°；以使声源的辐射声场具有较强的指向性，同时还能保证辐射声场的远场漏音较小，近场辐射强度基本不变。
图10是根据本说明书的一些实施例所示的示例性声学输出装置的框图。参见图10，在一些实施例中，声学输出装置1000可以包括第一声学组件1010和第二声学组件1020。第一声学组件1010可以是用于产生第一声音的声学结构。例如，第一声学组件1010可以通过振动产生第一声音。第二声学组件1020可以是用于产生第二声音的声学结构。例如，第二声学组件1020可以通过振动产生第二声音。在一些实施例中，第一声学组件1010的振动相位与第二声学组件1020的振动相位可以相反，使得第一声音的相位与第二声音的相位相反，从而使得第一声音与第二声音发生干涉以产生指向目标方向的指向性声场。这里的目标方向可以是预先设定的方向。例如，声学输出装置应用于耳机时，目标方向可以是用户佩戴耳机时耳部所在的方向。在一些实施例中，第二声学组件1020的至少一部分可以围绕第一声学组件1010设置。在一些实施例中，第一声学组件1010和第二声学组件1020可以并排设置。在一些实施例中，第二声学组件1020也可以相对于第一声学组件1010倾斜设置。在一些实施例中，可以通过设置第一声学组件1010和第二声学组件1020的尺寸(如，直径、面积等)，以调整声学输出装置1000的指向性。
在一些实施例中，第一声学组件1010可以包括第一振膜，第一振膜可以通过振动产生第一声音。第二声学组件1020可以包括第二振膜，第二振膜可以通过振动产生第二声音。在一些实施例中，在目标频率范围内，第一振膜的振动相位与第二振膜的振动相位可以相反或近似相反，使得第一声音的相位与第二声音的相位相反或近似相反，从而使得第一声音与第二声音发生干涉以产生指向目标方向的指向性声场。例如，在中高频范围内，第一声音与第二声音在远场辐射范围内产生干涉，从而产生指向目标方向的指向性声场。仅作为示例，中高频可以包括500Hz-9000Hz的频段。需要注意的是，上述频段的范围可以随着不同行业、不同的应用场景和不同分类标准而改变。
在一些实施例中，为了对声学输出装置1000的声场辐射进行更好的调控，提高声学输出装置1000的指向性，可以合理设置第一振膜的振动幅值和第二振膜的振动幅值。在一些实施例中，第一振膜的振动幅值与第二振膜的振动幅值之间比值可以在0.5-2范围内。在一些实施例中，第一振膜的振动幅值与第二振膜的振动幅值之间的比值可以在0.6-1.5范围内。在一些实施例中，第一振膜的振动幅值与第二振膜的振动幅值之间的比值可以在0.8-1.2范围内。仅作为示例，第二振膜的振动幅值与第一振 膜的振动幅值之间的比值可以为1。在一些实施例中，可以设置驱动第一振膜和第二振膜的电流以实现对声学输出装置1000声场辐射的调控。例如，驱动第一振膜和第二振膜的电流的功率间的比值可以在0.1-5范围内。再例如，驱动第一振膜和第二振膜的电流的功率间的比值可以在0.2-4范围内。再例如，驱动第一振膜和第二振膜的电流的功率间的比值可以在0.3-3范围内。又例如，驱动第一振膜和第二振膜的电流的功率间的比值可以在0.5-2范围内。
在一些实施例中，第二振膜的至少一部分可以围绕第一振膜设置。在一些实施例中，第一振膜可以为圆形振膜，第二振膜可以为围绕圆形振膜分布的环形振膜。在一些实施例中，第一振膜与第二振膜可以同轴布置。第一振膜与第二振膜的同轴布置可以是指第一振膜的几何中心与第二振膜的几何中心重合或近似重合。第一振膜与第二振膜同轴布置可以便于对声学输出装置1000的辐射进行调控。在一些实施例中，第一振膜和第二振膜也可以为其他形状的振膜。例如，第一振膜可以为长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的振膜，第二振膜为环绕长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的振膜分布的环形振膜。
在一些实施例中，第一振膜与第二振膜可以并排设置，且第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向平行。第一振膜与第二振膜并排设置时，第二振膜的至少一部分与第一振膜位于同一平面。第一振膜与第二振膜并排设置可以使得第一振膜和第二振膜的结构较为简单，同时便于控制第一振膜和第二振膜的尺寸。
在一些实施例中，为了提高声学输出装置1000的输出能力以及指向性效果，可以合理设置第一振膜与第二振膜的尺寸。在一些实施例中，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于2。在一些实施例中，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于1.5。在一些实施例中，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于1。第二振膜的外径可以是环形振膜的外径，即环形振膜外层圆周的直径。在一些实施例中，第二振膜的环形宽度与第一振膜的半径之间的比值可以不小于2。在一些实施例中，第二振膜的环形宽度与第一振膜的半径之间的比值可以不小于1.5。在一些实施例中，第二振膜的环形宽度与第一振膜的半径之间的比值可以不小于1。在一些实施例中，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于4。在一些实施例中，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于3。在一些实施例中，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于2。
在一些实施例中，为了进一步提高声学输出装置1000的指向性，以及减小声学输出装置1000的尺寸，第二振膜可以相对于第一振膜倾斜设置。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间可以形成的夹角。在一些实施例中，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以在0°-45°范围内。例如，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以为45°。再例如，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以为30°。再例如，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以为20°。再例如，第二振膜的振动方向与第一振膜的振动方向之间的夹角可以为10°。
在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，在沿着第一振膜的振动方向上，第二振膜的外缘比第二振膜的内缘更加远离第一振膜。也即是，第二振膜与第一振膜位于不同平面。第二振膜相对于第一振膜倾斜设置可以进一步收敛声束，提高声学输出装置1000的指向性；同时，在保证第二振膜的尺寸(例如，外径、宽度、面积等)的情况下，还能减小声学输出装置1000的整体尺寸。
在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于1。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于0.8。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜与第一振膜的面积间的比值可以不小于0.5。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于1。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于0.8。在一些实施例中，第二振膜相对于第一振膜倾斜设置时，第二振膜的外径与第一振膜的直径间的比值可以不小于0.5。
在一些实施例中，声学输出装置1000在使用时需要输出足够大的中低频信号来保证声学输出装置1000的输出音量。例如，声学输出装置1000应用于可穿戴设备中时，用户佩戴可穿戴设备时，需要足够大的中低频信号以满足用户的听音音量。一方面，由于人耳对中低频信号的漏音的敏感性较弱，因此声学输出装置1000在中低频的频率范围内要具有足够大的音量输出；另一方面，人耳对中高频信号的敏感性较强，在中高频频率范围内，声学输出装置1000需要实现声场的指向性，从而降低声学输出装置1000的漏音。基于此，声学输出装置1000中可以设置分频系统以实现声学输出装置1000在不同频率范围内指向性声场的构建。例如，声学输出装置1000可以形成部分频率范围(例如，中高频范围)内的指向性声场，而在其它频率范围(例如，中低频范围)内不构建指向性声场。或者，声学输出装置1000可以在部分频率范围内(例如，中高频范围)构建指向性较强的指向性声场，而在其它频率 范围内(例如，中低频范围)构建指向性较弱的指向性声场。
在一些实施例中，声学输出装置1000可以包括滤波处理组件1030。滤波处理组件1030可以用于对音频信号进行滤波以生成第一音频信号。进一步地，滤波处理组件1030还可以对第一音频信号进行调相处理，确定调相后的第一音频信号。在一些实施例中，第一声学组件1010的第一振膜可以基于音频信号产生第一声音，第二声学组件1020的第二振膜可以基于调相后的第一音频信号产生第二声音。以第一音频信号为中高频信号为例进行说明，此时，第二声音主要集中在中高频范围，第一声音不仅包括中高频声音，还进一步包括低频声音。在中高频范围内，第二声音与第一声音产生干涉，第二声音对第一声音进行调控，从而在中高频范围内构建具有指向性的声场。
图11是根据本说明书一些实施例所示的滤波控制的示例性原理图。参见图11，在一些实施例中，声学输出装置1000接收音频信号，第一振膜可以基于该音频信号进行振动以产生第一声音。同时，滤波处理组件1030可以对音频信号进行滤波得到中高频信号，该中高频信号可以作为实现声学输出装置1000的指向性的频率信号成分。进一步的，滤波处理组件1030对滤波得到的中高频信号进行调相处理，例如，反相处理。在一些实施例中，反相处理可以是指处理前的中高频信号的相位与处理后的中高频信号的相位之间的相位差在特定范围内。例如，反相处理可以是指处理前的中高频信号的相位与处理后的中高频信号的相位之间的相位差在150度-210度之间。第二振膜基于调相后的中高频信号进行振动以产生第二声音。第二声音的相位与第一声音中的中高频信号的相位相反或近似相反。第二声音与第一声音中的中高频信号发生干涉，从而在中高频频率范围内构建指向性声场，提高声学输出装置1000在中高频频率范围内的指向性。
在一些实施例中，通过在声学输出装置1000中设置滤波处理组件1030，可以在目标频率范围内(例如，中高频频率范围)实现指向性声场的构建，提高声学输出装置1000在目标频率范围内的指向性。需要说明的是，上述构建的中高频频率范围内的指向性声场仅为示例性描述，在一些实施例中，可以根据上述方法或原理构建任意频率范围内的指向性声场。在一些实施例中，声学输出装置1000也可以不设置滤波处理组件1030。
在一些实施例中，声学输出装置1000还可以包括分频处理组件1040。分频处理组件1040可以用于对音频信号进行分频以生成不同频率范围的信号，例如，第二音频信号和第三音音频信号。在一些实施例中，分频处理组件1040可以基于分频点对音频信号进行分频以生成不同频率范围的信号。在一些实施例中，音频信号的频率范围可以为20Hz-20kHz，分频点的频率范围可以为200Hz-1000Hz。例如，分频点的频率为200Hz，相应地，第二音频信号的频率范围可以为20Hz-200Hz，第三音音频信号的频率范围可以为200Hz-20kHz。再例如，分频点的频率可以为500Hz，相应地，第二音频信号的频率范围可以为20Hz-500Hz，第三音音频信号的频率范围可以为500Hz-20kHz。为便于描述，以下将以第二音频信号包括低频信号，第三音频信号包括中高频信号为例进行说明。在一些实施例中，分频处理组件1040分频得到的低频信号的频率范围可以为20Hz-500Hz。在一些实施例中，分频处理组件1040分频得到的中高频信号的频率范围可以为500Hz-9000Hz。
在一些实施例中，分频处理组件1040还可以对分频后得到的中高频信号进行调相处理，确定调相后的中高频信号。在一些实施例中，分频处理组件1040的调相处理可以是反相处理。反相处理可以是指分频后的中高频信号的相位与调相后的中高频信号的相位之间的相位差在特定范围内。例如，反相处理可以是指分频后的中高频信号的相位与调相后的中高频信号的相位之间的相位差在150度-210度之间。优选地，分频后得到中高频信号与调相后的中高频信号的相位可以相反，即相位差为180度。
在一些实施例中，声学输出装置1000的第一声学组件1010(或第二声学组件1020)包括的第一振膜(或第二振膜)的两侧均能向外辐射声音，第一振膜(或第二振膜)两侧辐射的声音的相位相反，能够在空间中构造出具有一定指向性的声场，例如，类偶极子声场。在一些实施例中，由于受到声学输出装置1000以及其他声学结构、边界条件的影响，使得该指向性声场只能在特定频段(例如，低频频率范围)中构建，而对于其他频段(例如，中高频频率范围)的指向性声场的构建则会受限。因此，针对中高频频率范围的指向性声场的构建可以通过分频处理组件1040进行分频处理，分别得到低频信号和中高频信号，并对中高频信号进行反相处理，从而构建中高频频率范围的指向性声场。
在一些实施例中，分频处理组件1040可以用于基于低频信号和调相后的中高频信号确定第四音频信号，第二声学组件1020的第二振膜可以基于第四音频信号产生第二声音。第一声学组件1010的第一振膜可以基于初始音频信号产生第一声音。
图12是根据本说明书一些实施例所示的分频控制的示例性原理图。参见图12，在一些实施例中，音频信号可以驱动第一振膜进行振动以产生第一声音；同时，音频信号可以通过分频处理组件1040进行分频处理，分别得到低频信号和中高频信号，其中，中高频信号可以经分频处理组件1040进行调相处理(如，反相处理)，并使调相后的中高频信号与分频得到的低频信号进行合成，进而得到第四音 频信号，第四音频信号可以驱动第二振膜振动以产生第二声音。在一些实施例中，第四音频信号中的低频信号的相位与驱动第一振膜的音频信号(即，未经过分频、调相处理的初始音频信号)的相位相同，第四音频信号中的中高频信号的相位与驱动第一振膜的音频信号的相位相反。基于此，第二声音可以对第一声音进行调控，从而提高声学输出装置1000的指向性。
在一些实施例中，第一声音或第二声音可以由第一振膜或第二振膜的一侧向外辐射，则可以从第一振膜或第二振膜的另一侧导出第三声音。进一步地，可以基于所述第一声音或第二声音，以及第三声音构建如上所述的类偶极子声场。例如，声学输出装置1000可以包括壳体，壳体用于容纳第一声学组件1010和第二声学组件1020。所述壳体可以包括用于导出第一振膜或第二振膜另一侧产生的声音的导声孔。导声孔导出的声音可以记为第三声音。在一些实施例中，第三声音可以与第一声音或第二声音的相位相反。在一些实施例中，第三声音可以与第一声音或第二声音发生干涉，从而在不同频段构建指向性声场，提高声学输出装置1000的指向性。例如，可以设置导声孔在壳体上的位置，使第三声音可以与第一声音或第二声音在目标位置(例如，人耳)的相消程度最低，从而增强目标位置处的音量。又例如，可以设置导声孔在壳体上的位置，使第三声音可以与第一声音或第二声音在远场干涉相消，从而降低远场的漏音音量。仅作为示例，可以设置导声孔到第一振膜或第二振膜的距离，使导声孔产生的第三声音与第一声音或第二声音幅值相等(或近似相等)、相位相反(或近似相反)，从而降低远场的漏音音量。
需要注意的是，图12所示的分频控制方法不仅可以在中高频频率范围实现指向性声场的构建，还可以在其他频段采用类似的方法构建特定频段范围的指向性声场，本说明书对此不做限制。
在一些实施例中，还可以利用两个声学输出装置分别根据不同的机制构建指向性声场，从而实现在较宽频率范围内的指向性声场的构建。在一些实施例中，音频信号经过分频处理组件1040进行分频后可以得到低频信号和中高频信号，声学输出装置1000的第一振膜可以基于分频后的中高频信号产生第一声音；分频处理组件1040可以进一步对分频后的中高频信号进行调相处理，第二振膜可以基于调相后的中高频信号产生第二声音。第一声音和第二声音相位相反。在一些实施例中，声学输出装置1000还可以包括第二声学输出装置，第二声学输出装置可以包括第三声学组件，第三声学组件可以包括第三振膜。第三振膜可以基于分频后的低频信号产生第四声音。在一些实施例中，第三振膜的两侧均能向外辐射声音。进一步地，可以基于第三振膜的两侧辐射的声音构建类偶极子声场。仅作为示例，第三振膜基于分频后的低频信号产生的第四声音可以从第三振膜的一侧向外辐射。第二声学输出装置还可以包括第二壳体，第二壳体用于容纳第三声学组件。所述第二壳体可以包括用于导出第三振膜另一侧产生的声音的第二导声孔。第二导声孔导出的声音可以记为第五声音。第五声音与第四声音的相位相反。
图13是根据本说明书一些实施例所示的另一分频控制振动的示例性原理图。参见图13，音频信号通过分频处理组件1040分频后可以分别得到低频信号和中高频信号，其中，低频信号用于驱动第二声学输出装置中的振膜振动以产生声音。所述声音可以从第二声学输出装置中振膜的一侧输出，记为第四声音。所述声音还可以从第二声学输出装置中振膜的另一侧输出。例如，第二声学输出装置可以包括第二导声孔，所述声音可以从第二导声孔导出，记为第五声音。第二导声孔导出的声音(即，第五声音)与第四声音的相位可以相反，从而可以基于第五声音与第四声音构建低频范围内的类偶极子声场。例如，可以设置第二导声孔在壳体上的位置，使第四声音可以与第五声音在目标位置(例如，人耳)的相消程度最低，从而增强目标位置处的音量。又例如，可以设置第二导声孔在壳体上的位置，使第四声音与第五声音在空间特定地方干涉相消，从而在低频频率范围内实现指向性声场的构建。
在一些实施例中，如图13所示，分频得到的中高频信号可以驱动声学输出装置1000的第一振膜振动以产生第一声音；同时，该中高频信号还可以利用分频处理组件1040进行调相，调相后的中高频信号可以驱动声学输出装置1000的第二振膜振动以产生第二声音。第二声音的相位与第一声音的相位相反，第二声音与第一声音产生干涉，从而在中高频频率范围内实现指向性声场的构建。
利用图13所示的分频控制方法，可以通过分频处理获得低频信号，并使用尺寸较小的声学输出装置在低频范围内构建指向性的声场。另外，通过对分频处理获得的高频信号进行调相处理后，又可以在中高频范围内构建指向性的声场。由此，图13所示的分频控制方法可以在较宽频率范围实现指向性声场的构建。需要注意的是，图13所示的分频控制方法不仅可以在低频及中高频频率范围实现指向性声场的构建，还可以在其他频段采用类似的方法构建特定频段范围的指向性声场，本说明书对此不做限制。
应当理解的是，上述对声学输出装置1000的描述仅是出于说明目的，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，在本说明书的指导下可以进行各种变形和修改。而这些变形和修改都将落入被说明书的保护范围内。
在一些实施例中，声学输出装置1000的组件可以根据实际情况进行调整。例如，第二声学组 件1020、滤波处理组件1030以及分频处理组件1040可以省略。声学输出装置1000可以包括第一声学组件1010和壳体。第一声学组件1010可以包括第一振膜，第一振膜的两侧均可以向外辐射声音。壳体可以包括导声孔，所述导声孔可以围绕第一振膜设置。例如，与上述第二振膜的设置相同或相似，所述导声孔可以是围绕第一振膜设置的环形导声孔。第一振膜的一侧可以向外辐射第一声音，所述环形导声孔可以用于导出第一振膜的另一侧产生的第二声音。在一些实施例中，可以设置环形导声孔，使第一声音与第二声音之间产生干涉，从而产生指向目标方向的指向性声场。
图14是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图14，在一些实施例中，第一声学组件和第二声学组件设置于声学输出装置1400中时，第一声学组件可以包括第一振膜111，第一振膜111振动产生第一声音。第二声学组件可以包括第二振膜112，第二振膜112振动产生第二声音。第二振膜112的至少一部分围绕第一振膜111设置。
在一些实施例中，声学输出装置1400还可以包括磁路组件1410和音圈组件1420。其中，磁路组件1410可以包括磁铁1411、华司1412和U铁1413。U铁1413可以为U字形结构，磁铁1411和华司1412位于U铁1413内侧。华司1412和磁铁1411沿第一振膜111的振动方向由上至下依次设置，磁铁1411与U铁1413的底部连接。华司1412与振膜(第一振膜111和第二振膜112)直接连接或间接连接，以支撑振膜。例如，华司1412可以通过框架1430与振膜(第一振膜111和第二振膜112)连接以支撑振膜。在一些实施例中，磁铁1411、华司1412和U铁1413可以形成第一磁间隙1414和第二磁间隙1415。第二磁间隙1415可以设置在第一磁间隙1414外围。第一磁间隙1414和第二磁间隙1415中的磁场方向相反。
音圈组件1420可以包括第一音圈1421和第二音圈1422。第一音圈1421的一端位于第一磁间隙1414内，第一音圈1421的另一端与第一振膜111连接。第一振膜111可以在第一音圈1421的驱动下产生振动。第二音圈1422的一端位于第二磁间隙1415内，第二音圈1422的另一端与第二振膜112连接。第二振膜112可以在第二音圈1422的驱动下产生振动。
在一些实施例中，第一磁间隙1414和第二磁间隙1415中的磁场方向相反，当第一音圈1421和第二音圈1422内通入相位相同的电信号时，第一音圈1421和第二音圈1422受到的驱动力的方向相反，可以使得响应于第一音圈1421和第二音圈1422的第一振膜111和第二振膜112的振动相位相反，从而使第二声音与第一声音的相位相反。第二声音与第一声音产生干涉，进而产生指向目标方向的指向性声场。在一些实施例中，第一音圈1421和第二音圈1422内也可以通入相位关系不同的电信号，使得第一振膜111和第二振膜112的振动相位的关系不同，进而对声学输出装置1400的声场进行指向性调控。在一些实施例中，可以通过调整通入第一音圈1421和第二音圈1422内的电信号的相位和/或幅值，从而调控第二振膜112与第一振膜111的振动相位和/或幅值，从而对声学输出装置1400的声场指向性进行调控。例如，可以通过调整通入第一音圈1421和第二音圈1422内的电信号的幅值，使第二振膜112与第一振膜111的振动幅值相同或相似。
在一些实施例中，第一振膜111可以为圆形振膜，第二振膜112可以为围绕圆形振膜分布的环形振膜。在一些实施例中，第一振膜111和第二振膜112也可以为其他形状的振膜。例如，第一振膜111可以为跑道形振膜、长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的振膜，第二振膜112为环绕跑道形振膜、长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的振膜分部的环形振膜。
在一些实施例中，为了提高声学输出装置1400的输出能力以及指向性效果，可以合理设置第一振膜111与第二振膜112的尺寸。在一些实施例中，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以不小于2。例如，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以在3-4的范围内。在一些实施例中，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以不小于4。例如，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以在9-16的范围内。
在一些实施例中，第一振膜111与第二振膜112可以同轴布置。第一振膜111与第二振膜112同轴布置可以便于对声学输出装置1400的声场辐射进行调控。
在一些实施例中，为了提高振膜(第一振膜111、第二振膜112)的顺性，振膜可以包括一个或多个折环111-1，折环111-1相对于振膜的表面向外凸起。在一些实施例中，折环111-1可以位于第一振膜111和/或第二振膜112的周侧。第一振膜111和/或第二振膜112可以通过折环111-1与声学输出装置1400的其他结构(例如，U铁1413、框架1430)连接。通过设置折环111-1，可以提高振膜的顺性，从而提高声学输出装置1400的低频输出能力。
图15A-图15D是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。在一些实施例中，可以通过调整磁路组件1410的结构来提高声学输出装置1400的灵敏度。在一些实施例中，如图15A所示，磁路组件1410可以进一步包括中心磁铁1416。中心磁铁1416位于磁铁1411的内侧。中心磁铁1416一端与U铁1413的底部连接，中心磁铁1416的另一端与华司1412连接。在磁路组件1410 中设置中心磁铁1416可以增加磁路组件1410内的总磁通量，从而提高磁间隙(例如，第一磁间隙1414)的磁感应强度，进而提高声学输出装置1400的灵敏度。
参见图15B，磁路组件1410可以进一步包括外磁铁1417。外磁铁1417位于磁铁1411的外侧。外磁铁1417一端与U铁1413的底部连接，外磁铁1417的另一端与华司1412连接。在磁路组件1410中设置外磁铁1417可以增加磁路组件1410内的总磁通量，从而提高磁间隙(例如，第二磁间隙1415)的磁感应强度，进而提高声学输出装置1400的灵敏度。
参见图15C，磁路组件1410也可以只包括中心磁铁1416和外磁铁1417，而不包括磁铁1411。这种设置方式也可以增加磁路组件1410内的总磁通量，从而提高磁间隙的磁感应强度，进而提高声学输出装置1400的灵敏度。
参见图15D，磁路组件1410可以包括三层磁铁，即中心磁铁1416、磁铁1411和外磁铁1417。其中，磁铁1411的磁化方向与中心磁铁1416和外磁铁1417的磁化方向相反。通过在磁路组件1410中设置中心磁铁1416、磁铁1411和外磁铁1417，可以增加磁路组件1410内的总磁通量，从而提高磁间隙(例如，第一磁间隙1414、第二磁间隙1415)的磁感应强度，进而提高声学输出装置1400的灵敏度。
图15E-图15F是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。在一些实施例中，可以通过调整第一振膜111和/或第二振膜112的面积来提高声学输出装置1400的灵敏度以及输出音量。在一些实施例中，如图15E所示，第二振膜112的折环111-1可以设置于第二振膜112的侧面，该折环111-1相对于第二振膜112的侧面向外凸起。这种设置方式下，可以在声学输出装置1400的整体尺寸不变的条件下增加第二振膜112的面积，从而提高声学输出装置1400的灵敏度以及输出音量。
参见图15F，第一振膜111和第二振膜112的折环111-1可以均设置于第一振膜111和第二振膜112的侧面，从而在声学输出装置1400的整体尺寸不变的条件下增加第一振膜111和第二振膜112的面积，进而提高声学输出装置1400的灵敏度以及输出音量。
在一些实施例中，为了减小声学输出装置1400的尺寸，以及提高声学输出装置1400的指向性，可以设置第二振膜112与第一振膜111的结构。图15G是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图15G，在一些实施例中，第二振膜112可以相对于第一振膜111倾斜设置。在一些实施例中，第二振膜112相对于第一振膜111倾斜设置时，在沿着第一振膜111的振动方向上，第二振膜112的外缘比第二振膜112的内缘更加远离第一振膜111。第二振膜112相对于第一振膜111倾斜设置可以进一步收敛声束，提高声学输出装置1400的指向性；同时，在保证第二振膜112的尺寸(例如，外径、宽度、面积等)的情况下，还能减小声学输出装置1400的整体尺寸。
在一些实施例中，第二振膜112相对于第一振膜111倾斜设置时，第二振膜112可以为环形圆台结构，第二振膜112的面积与第一振膜111的表面积间的比值可以不小于1。在一些实施例中，第二振膜112相对于第一振膜111倾斜设置，第二振膜112为环形圆台结构时，第二振膜112的外缘直径与第一振膜111的直径间的比值可以不小于1。在一些实施例中，第二振膜112相对于第一振膜111倾斜设置，第二振膜112为环形圆台结构时，环形圆台结构对应的圆锥结构的圆锥角可以为45°-180°。在一些实施例中，环形圆台结构对应的圆锥结构的圆锥角可以为90°-160°。在一些实施例中，第二振膜112为环形圆台结构时，第二振膜112在第一振膜111两侧对称分布。相应地，第二振膜112的振动方向与第一振膜振的111振动方向之间的夹角与所述圆锥角的二分之一互余。例如，圆锥结构的圆锥角为45°-180°时，第二振膜112的振动方向与第一振膜振的111振动方向之间的夹角可以为0°-67.5°。再例如，圆锥结构的圆锥角为90°-180°时，第二振膜112的振动方向与第一振膜振的111振动方向之间的夹角可以为0°-45°。
图16是根据本说明书另一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图16，声学输出装置1600可以包括第一声学组件(第一振膜111)、第二声学组件(第二振膜112)、第一磁路组件以及第二磁路组件。第一磁路组件可以包括多组第一磁体1611，多组第一磁体1611沿第一振膜111的振动方向分布于第一振膜111的两侧。多组第一磁体1611中相邻两组第一磁体的磁化方向相反。在一些实施例中，每组第一磁体1611可以包括在第一振膜111两侧相对设置的两个磁化方向相反的第一磁体。第一振膜111位于由多组第一磁体1611构成的磁路中。
第二磁路组件可以包括多组第二磁体1612，多组第二磁体1612沿第二振膜112的振动方向分布于第二振膜112的两侧。多组第二磁体1612中相邻两组第二磁体的磁化方向相反。在一些实施例中，每组第二磁体1612可以包括在第二振膜112两侧相对设置的两个磁化方向相反的第二磁体。第二振膜112位于由多组第二磁体1612构成的磁路中。
在一些实施例中，声学输出装置1600还可以包括第一导线1621和第二导线1622。第一导线 1621可以设置在第一振膜111中，第一导线1621位于相邻设置的两组第一磁体1611之间。第二导线1622可以设置在第二振膜112中，第二导线1622位于相邻设置的两组第二磁体1612之间。在一些实施例中，第一导线1621和第二导线1622中的电流方向可以根据第一导线1621和第二导线1622所在位置的磁场方向进行设置。在一些实施例中，位于相同磁场方向中的第一导线1621和第二导线1622中通入的电流方向可以相反。
在一些实施例中，第一导线1621的延伸方向与第一振膜111的振膜平面方向平行，第二导线1622的延伸方向与第二振膜112的振膜平面方向平行。在一些实施例中，第一导线1621和/或第二导线1622中通入电流(电信号)时，导线中的电流可以沿平行于对应振膜的振膜平面的方向流动。例如，导线(第一导线1621和/或第二导线1622)中的电流方向可以平行于振膜(第一振膜111和/或第二振膜112)平面方向向外(图16中以圆点表示)，或者平行于振膜平面方向向内(图16中以叉号表示)。
在一些实施例中，振膜两侧设置的多组磁体可以构成磁路。多组磁体中相邻的两组磁体的磁化方向相反，可以使得相邻的磁体之间的磁场方向平行于振膜平面且垂直于对应导线中的电流方向。每组磁体中相对的两个磁体的磁化方向相反。振膜位于多组磁体构成的磁路中，振膜会受到垂直于振膜平面的安培力驱动，从而产生振动。在一些实施例中，可以通过调整导线中的电流方向和导线所在位置的磁场方向，可以调整该导线对应的振膜的振动方向(或相位)。在一些实施例中，磁场方向相同的位置处，第一振膜111内的第一导线1621和第二振膜112内的第二导线1622中的电流方向可以相反，使得第一振膜111和第二振膜112受到的安培力的方向相反，从而使得第一振膜111和第二振膜112的振动相位相反，从而使第一声音与第二声音产生干涉，进而产生具有指向性的声场。
在一些实施例中，第一导线1621可以均匀分布于第一振膜111内，第二导线1622均匀分布于第二振膜112内。这种设置方式可以使得第一振膜111和第二振膜112的各个位置处受到的驱动力较为均匀，从而保证第一振膜111和第二振膜112的各个位置的振动较为一致，避免第一振膜111和第二振膜112发生振动分割。通过在第一振膜111和第二振膜112内设置第一导线1621和第二导线1622，可以使得第二振膜112振动产生的第二声音能够对第一振膜111产生的第一声音进行调控，从而实现声学输出装置1600的指向性声场的构建。同时，这种结构设置能够使第一振膜111和第二振膜112的各个位置处受到的驱动力较为均匀，不易发生振动分割(例如，在高频振动时)，从而能扩宽声学输出装置1600的高频响应的频率范围，提高声学输出装置1600在高频频率范围内构建指向性声场的能力。
在一些实施例中，第一振膜111的形状可以为圆形振膜，第二振膜112的形状可以为环绕圆形振膜的环形振膜。在一些实施例中，第一振膜111和第二振膜112可以为一体设计，此时，第一振膜111和第二振膜112可以根据振膜内的导线与磁路的配合方式进行区分。
在一些实施例中，为了提高声学输出装置1600的指向性效果，可以合理设置第一振膜111与第二振膜112的尺寸。以第一振膜111是圆形振膜，第二振膜112是环形振膜为例，在一些实施例中，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以不小于2。在一些实施例中，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以在3-4的范围内。在一些实施例中，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以不小于4。在一些实施例中，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以在9-16的范围内。
在一些实施例中，第一振膜111与第二振膜112可以同轴布置。第一振膜111与第二振膜112同轴布置可以便于对声学输出装置1600的辐射进行调控。
图17是根据本说明书另一些实施例所示的声学输出装置的示例性结构图。参见图17，在一些实施例中，声学输出装置1700可以包括第一声学组件(第一振膜111)、第二声学组件(第二振膜112)、压电组件1710以及振动传递组件1720。在一些实施例中，压电组件1710可以由压电陶瓷、压电聚合物等具有压电效应的材料组成。压电组件1710可以用于将电压信号转换为机械振动。在一些实施例中，当给压电组件1710施加电压时，压电组件1710可以产生变形(例如，弯曲变形)。当给压电组件1710施加交变电压时，压电组件1710可以产生往复变形形式的振动，从而将电压信号转换为机械振动。在一些实施例中，当压电组件1710的至少一端被固定时，压电组件1710处于振动状态。例如，当压电组件1710的两端被固定时，压电组件1710的两端位置的振动幅度较小(甚至可以忽略)，压电组件1710的中心位置的振动幅度最大。因此，当压电组件1710的两端被固定时，压电组件1710的中心位置可以作为振动输出位置以驱动声学输出装置1700的其他结构(例如，振膜)产生振动。再例如，当压电组件1710的一端被固定时，压电组件1710固定的一端的振动幅度较小(甚至可以忽略)，压电组件1710的另一端振动幅度最大。因此，当压电组件1710的一端被固定时，压电组件1710的另一端可以作为振动输出位置以驱动声学输出装置1700的其他结构(例如，振膜)产生振动。
在一些实施例中，压电组件1710可以包括第一压电元件1711和第二压电元件1712。第二压电元件1712可以围绕第一压电元件1711设置。第一压电元件1711与第一振膜111沿第一振膜111的 振动方向相对设置。第一压电元件1711的两侧边缘与框架1730固定连接。第一压电元件1711可以通过框架1730与第一振膜111连接。例如，第一压电元件1711的周侧可以通过框架1730与第一振膜111的折环111-1连接。第二压电元件1712与第二振膜112沿第二振膜112的振动方向相对设置。第二压电元件1712的两侧边缘与框架1730固定连接。第二压电元件1712可以通过框架1730与第二振膜112连接。例如，第二压电元件1712的周侧可以通过框架1730与第二振膜112的折环111-1连接。在一些实施例中，第一振膜111和/或第二振膜112与框架1730通过折环111-1连接，可以在提高第一振膜111和/或第二振膜112的顺性的同时，减小第一压电元件1711和/或第二压电元件1712的机械负载，提高第一振膜111和/或第二振膜112的振动幅度，进而提高声学输出装置1700的输出能力。
在一些实施例中，振动传递组件1720可以包括第一振动传递元件1721和第二振动传递元件1722。其中，第一振动传递元件1721用于连接第一压电元件1711和第一振膜111以传递机械振动。第一压电元件1711振动时，该振动可以通过第一振动传递元件1721传递至第一振膜111，从而驱动第一振膜111产生振动。在一些实施例中，第一振动传递元件1721可以连接于第一压电元件1711的中心位置(例如，当第一压电元件1711的两端固定时)，从而使第一压电元件1711的振动能够最大程度的传递至第一振膜111。第二振动传递元件1722用于连接第二压电元件1712和第二振膜112以传递机械振动。第二压电元件1712振动时，该振动可以通过第二振动传递元件1722传递至第二振膜112，从而驱动第二振膜112产生振动。在一些实施例中，第二振动传递元件1722可以连接于第二压电元件1712的中心位置，从而使第二压电元件1712的振动能够最大程度的传递至第二振膜112。
在一些实施例中，可以通过特定方法使第一压电元件1711的振动方向(或振动相位)与第二压电元件1712的振动方向(或振动相位)相反，从而使得第一压电元件1711驱动的第一振膜111的振动方向(或振动相位)与第二压电元件1712驱动的第二振膜112的振动方向(或振动相位)相反，进而实现声学输出装置1700指向性声场的构建。在一些实施例中，特定方法可以包括但不限于第一压电元件1711与第二压电元件1712的极化方向相反、第一压电元件1711与第二压电元件1712的电极设置方向相反、作用在第一压电元件1711与第二压电元件1712的电压信号的相位相反等。
在一些实施例中，为了提高声学输出装置1700的指向性效果，可以合理设置第一振膜111与第二振膜112的尺寸。以第一振膜111是圆形振膜，第二振膜112是环形振膜为例，在一些实施例中，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以不小于2。例如，第二振膜112的外径与第一振膜111的直径间的比值可以在3-4的范围内。在一些实施例中，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以不小于4。例如，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以位于9-16的范围内。
在一些实施例中，第一振膜111与第二振膜112可以同轴布置。第一振膜111与第二振膜112同轴布置可以便于对声学输出装置1700的辐射进行调控。
在一些实施例中，压电组件1710可以为单边固定。当压电组件1710的一端(也叫固定端)被固定时，压电组件1710处于振动状态，压电组件1710的固定端的振动幅度较小(甚至可以忽略)，压电组件1710的另一端(也叫自由端)的振动幅度最大。因此，当压电组件1710的一端被固定时，压电组件1710的自由端可以作为振动输出位置以驱动声学输出装置1700的其他结构(例如，振膜)产生振动。
图18A是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性声学输出装置的结构图。参见图18A，第一压电元件1711的固定端与框架1730连接，第一压电元件1711的自由端或靠近自由端的附近位置通过第一振动传递元件1721与第一振膜111连接。第一压电元件1711振动时，该振动可以通过第一振动传递元件1721传递至第一振膜111，从而驱动第一振膜111产生振动。在一些实施例中，第一振动传递元件1721连接于第一压电元件1711的自由端或靠近自由端的附近位置，可以使第一压电元件1711的振动能够最大程度的传递至第一振膜111。
第二压电元件1712的固定端与框架1730连接，第二压电元件1712的自由端或靠近自由端的附近位置通过第二振动传递元件1722与第二振膜112连接。第二压电元件1712振动时，该振动可以通过第二振动传递元件1722传递至第二振膜112，从而驱动第二振膜112产生振动。在一些实施例中，第二振动传递元件1722连接于第二压电元件1712的自由端或靠近自由端的附近位置，可以使第二压电元件1712的振动能够最大程度的传递至第二振膜112。
在一些实施例中，可以通过调整第一压电元件1711和/或第二压电元件1712的数量来提高声学输出装置1700的灵敏度。图18B-图18C是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图18B，第一压电元件1711的数量可以设置为多个。以设置两个第一压电元件1711为例，两个第一压电元件1711的固定端均与框架1730固定连接，自由端分别通过对应的第一振动传递元件1721与第一振膜111连接。两个第一压电元件1711的振动均可以通过第一振动传递元件1721传递至第一振膜111。在一些实施例中，两个第一压电元件1711可以对称设置，使得第一振膜111受到的驱 动更加均匀，进而使第一振膜111振动更加稳定。在一些实施例中，声学输出装置1700中设置多个第一压电元件1711，可以提高第一压电元件1711整体对第一振膜111的驱动能力，进而提高声学输出装置1700的灵敏度。
参见图18C，第二压电元件1712的数量可以设置为多个。以设置两个第二压电元件1712为例，两个第二压电元件1712的固定端均与框架1730固定连接，自由端分别通过对应的第二振动传递元件1722与第二振膜112连接。两个第二压电元件1712的振动均可以通过第二振动传递元件1722传递至第二振膜112。在一些实施例中，两个第二压电元件1712可以对称设置，使得第二振膜112受到的驱动更加均匀，进而使第二振膜112振动更加稳定。在一些实施例中，声学输出装置1700中设置多个第二压电元件1712，可以提高第二压电元件1712整体对第二振膜112的驱动能力，进而提高声学输出装置1700的灵敏度。
在一些实施例中，可以通过在压电元件的自由端或附近位置设置质量元件，来提高声学输出装置的低频输出能力。图18D是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图18D，第一压电元件1711的自由端或附近位置可以设置第一质量元件1741，第二压电元件1712的自由端或附近位置可以设置第二质量元件1742。第一压电元件1711通过第一质量元件1741与第一振动传递元件1721连接。第一压电元件1711的振动依次通过第一质量元件1741和第一振动传递元件1721传递至第一振膜111。第二压电元件1712通过第二质量元件1742与第二振动传递元件1722连接。第二压电元件1712的振动依次通过第二质量元件1742和第二振动传递元件1722传递至第二振膜112。通过在压电元件(第一压电元件1711和/或第二压电元件1712)的自由端或附近位置设置质量元件(第一质量元件1741和/或第二质量元件1742)，可以降低压电元件振动系统的谐振频率，从而提高声学输出装置的低频输出能力。
在一些实施例中，可以通过在压电元件的自由端和振动传递元件之间设置弹性元件，来提高声学输出装置的中低频输出能力和灵敏度。图18E是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图18E，第一压电元件1711的自由端与第一振动传递元件1721之间可以设置第一弹性元件1751，第二压电元件1712的自由端与第二振动传递元件1722之间可以设置第二弹性元件1752。第一压电元件1711通过第一弹性元件1751与第一振动传递元件1721连接。第一压电元件1711的振动依次通过第一弹性元件1751和第一振动传递元件1721传递至第一振膜111。第二压电元件1712通过第二弹性元件1752与第二振动传递元件1722连接。第二压电元件1712的振动依次通过第二弹性元件1752和第二振动传递元件1722传递至第二振膜112。在一些实施例中，第一弹性元件1751和/或第二弹性元件1752可以包括但不限于金属片、簧片、塑胶弹片、弹簧、柔性胶块、橡胶、硅胶等。通过在压电元件的自由端和振动传递元件之间设置弹性元件，可以增加压电元件振动系统的柔性，从而提高振膜的振动幅度(尤其是中低频频段的振动幅度)，进而提高声学输出装置1700的灵敏度。
图19是根据本说明书另一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图19，声学输出装置1900可以包括第一声学组件(第一振膜111)、第二声学组件(第二振膜112)、第一磁回路以及第二磁回路。其中，第一磁回路可以包括第一驱动单元1910，第一驱动单元1910与第一振膜111对应设置；第二磁回路可以包括第二驱动单元1920，第二驱动单元1920与第二振膜112对应设置。第二驱动单元1920围设在第一驱动单元1910的外围。在一些实施例中，第一驱动单元1910可以包括第一音圈1911，第一音圈1911用于基于电信号改变第一磁回路中的磁通密度以引起第一振膜111振动。在一些实施例中，第一驱动单元1910还可以包括第一铁芯1912，第一铁芯1912设置于U铁1913与第一振膜111之间。第一音圈1911缠绕在第一铁芯1912外围以构成电磁铁。在一些实施例中，第一振膜111周侧可以设置第一导磁层(例如，第一簧片1914)，第一导磁层与U铁1913、第一铁芯1912以及设置于第一驱动单元1910与第二驱动单元1920之间的磁铁1915，可以形成第一磁回路。在一些实施例中，第一磁回路可以是闭合磁回路。
在一些实施例中，第一铁芯1912外围的第一音圈1911内通入电信号时，可以改变第一磁回路中的磁通密度，使得第一振膜111与第一铁芯1912的距离发生变化。在一些实施例中，当第一音圈1911内通入交变电信号时，第一振膜111与第一铁芯1912的距离变化也是交变的，从而使得第一振膜111产生振动。
第二磁回路可以包括第二驱动单元1920。在一些实施例中，第二驱动单元1920可以包括第二音圈1921，第二音圈1921用于基于电信号改变第二磁回路中的磁通密度以引起第二振膜112振动。在一些实施例中，第二驱动单元1920还可以包括第二铁芯1922，第二铁芯1922设置于U铁1913与第二振膜112之间。第二音圈1921缠绕在第二铁芯1922外围以构成电磁铁。在一些实施例中，第二振膜112周侧可以设置第二导磁层(例如，第二簧片1924)，第二导磁层与U铁1913、第二铁芯1922以及设置于第一驱动单元1910与第二驱动单元1920之间(以及第二驱动单元1920外侧)的磁铁1915，可 以形成第二磁回路。在一些实施例中，第二磁回路可以是闭合磁回路。
在一些实施例中，第二铁芯1922外围的第二音圈1921内通入电信号时，可以改变第二磁回路中的磁通密度，使得第二振膜112与第二铁芯1922的距离发生变化。在一些实施例中，当第二音圈1921内通入交变电信号时，第二振膜112与第二铁芯1922的距离变化也是交变的，从而使得第二振膜112产生振动。
在一些实施例中，可以通过特定方法使第一振膜111和第二振膜112的振动相位相反，从而实现声学输出装置1900指向性声场的构建。在一些实施例中，特定方法可以包括但不限于第一音圈1911与第二音圈1921的缠绕方向相反、第一磁回路与第二磁回路的磁回路方向相反、第一音圈1911中的电信号与第二音圈1921中的电信号相位相反等。
在一些实施例中，采用图19所示的换能方式，即通过设置第一驱动单元1910和第二驱动单元1920，可以提高声学输出装置1900的灵敏度以及中高频的频率响应。
在一些实施例中，声学输出装置1900的形状可以包括但不限于圆形、长方形、正方形、跑道形、带圆角的方形等规则和/或不规则几何形状。在一些实施例中，为了提高声学输出装置1900的指向性效果，可以合理设置第一振膜111与第二振膜112的尺寸和形状。在一些实施例中，第一振膜111的形状可以是跑道形振膜、长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的非圆形振膜，第二振膜112为环绕跑道形振膜、长方形振膜、五边形振膜等其他规则或不规则形状的非圆形振膜分布的环形振膜。仅作为示例，第一振膜111可以为长方形振膜，第二振膜112为环绕长方形振膜分布的环形振膜。在一些实施例中，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以不小于4。例如，第二振膜112与第一振膜111的面积间的比值可以位于9-16的范围内。
在一些实施例中，第一振膜111与第二振膜112可以同轴布置。第一振膜111与第二振膜112同轴布置可以便于对声学输出装置1900的辐射进行调控。
在一些实施例中，通过对驱动单元进行调整，可以减小驱动单元的尺寸以及提高声学输出装置的灵敏度。图20A是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图20A，在一些实施例中，第一驱动单元1910可以包括第一衔铁2011和第一振动传递件2012。第一衔铁2011的一端(也叫固定端)与框架2030固定连接，第一衔铁2011的另一端(也叫自由端)或附近位置与第一振动传递件2012连接。第一衔铁2011相对于第一振膜111悬挂设置。第一衔铁2011通过第一振动传递件2012与第一振膜111连接，并向第一振膜111传递振动信号。在一些实施例中，第一衔铁2011的固定端与框架2030固定连接，可以保证第一衔铁2011的自由端能够产生足够大的振动。
在一些实施例中，第一驱动单元1910可以不包括第一铁芯，而是通过将两个磁铁1915设置于第一衔铁2011沿第一振膜111振动方向的两侧，从而形成第一磁回路。在一些实施例中，第一音圈1911可以包括两个音圈，两个音圈分别设置于第一衔铁2011的两侧。第一音圈1911与第一驱动单元1910内的磁铁1915并排设置。在一些实施例中，第一音圈1911中通入交变的电信号可以改变第一衔铁2011中的磁通密度，使得第一衔铁2011产生与电信号相应的振动，第一衔铁2011的振动通过第一振动传递件2012驱动第一振膜111产生振动。
在一些实施例中，第二驱动单元1920可以进一步包括第二衔铁2021和第二振动传递件2022。第二驱动单元1920的第二衔铁2021和第二振动传递件2022的设置方式与第一衔铁2011和第一振动传递件2012的设置方式相似，在此不再赘述。
在一些实施例中，第一振膜111和/或第二振膜112和框架2030之间可以通过折环111-1连接，这种设置方式可以提高振膜的顺性，从而提高振膜的振动幅度，进而提高声学输出装置1900的输出能力。
在一些实施例中，还可以通过在声学输出装置中设置多个第一驱动单元来提高声学输出装置的灵敏度。图20B是根据本说明书一些实施例所示的示例性声学输出装置的结构图。参见图20B，多个第一驱动单元1910可以并排设置于第一振膜111的一侧。多个驱动单元1910中的第一衔铁2011的振动可以分别通过第一振动传递件2012驱动第一振膜111产生振动。在一些实施例中，多个第一驱动单元1910可以以对称的方式布置，以使第一振膜111受到的驱动力更加均匀，从而提高第一振膜111的振动稳定性。通过设置多个第一驱动单元1910，可以提高第一驱动单元1910对第一振膜111的驱动能力，进而提高声学输出装置1900的灵敏度。
图20C是根据本说明书一些实施例所示的声学输出装置的示例性结构图。参见图20C，在一些实施例中，声学输出装置1900还可以包括弹性连接件，用于连接衔铁和框架。在一些实施例中，声学输出装置1900可以包括第一弹性连接件2041和第二弹性连接件2042。第一弹性连接件2041可以设置于第一衔铁2011的两侧，第一弹性连接件2041用于连接第一衔铁2011和框架2030。第二弹性连接件2042可以设置于第二衔铁2021靠近第一衔铁2011的一侧，第二弹性连接件2042用于连接第二衔 铁2021和框架2030。在一些实施例中，第一弹性连接件2041和/或第二弹性连接件2042的材料可以是导磁材料，包括但不限于纯铁、碳钢、不锈钢、坡莫合金等。在一些实施例中，第一弹性连接件2041和/或第二弹性连接件2042的形状结构可以包括但不限于弹性片、弹簧等。在一些实施例中，通过设置弹性件可以增加衔铁的柔性，提高衔铁的振幅(尤其是提高中低频段的振幅)，从而提升声学输出装置的灵敏度。
图21是根据本说明书一些实施例所示的示例性音箱的结构图。参见图21，音箱2100可以包括箱体2110和声学输出装置2120。在一些实施例中，箱体2110可以用于承载声学输出装置2120以及音箱2100的其他部件。箱体2110可以对声学输出装置2120以及音箱2100的其他部件进行保护。在一些实施例中，箱体2110可以是正方体、长方体、圆柱体、球体等规则或不规则结构体。在一些实施例中，声学输出装置2120可以是本说明书实施例提供的任一声学输出装置，例如，声学输出装置1000、声学输出装置1400、声学输出装置1600、声学输出装置1700以及声学输出装置1900。
在一些实施例中，音箱2100可以利用声学输出装置2120产生指向性声场。在一些实施例中，声学输出装置2120可以包括第一辐射面2121(以“+”表示)和第二辐射面2122(以“-”表示)。第二辐射面2122围绕在第一辐射面2121的外围。音箱2100处于工作状态时，通过控制第一辐射面2121和第二辐射面2122的振动相位(例如，相反)和振动幅度(例如，相同或相似)，可以使得音箱2100输出指向性声场。例如，通过设置声学输出装置2120的声学结构(例如，驱动单元、磁路组件等)，使得第一振膜和第二振膜的振动相位相反，从而使第一辐射面2121和第二辐射面2122的振动相位相反，进而构建音箱2100的指向性声场。
图22A-图22D是根据本说明书一些实施例所示的音箱用声学输出装置不同驱动方式的示例性结构图。结合图21和图22A，音箱2100的第一辐射面2121可以由声学输出装置2120驱动第一振膜2124振动实现，第二辐射面2122由声学输出装置2120驱动第二振膜2125振动实现。第一振膜2124与第二振膜2125并排设置。在一些实施例中，第一振膜2124与第二振膜2125之间可以通过柔性连接件2123连接。第二振膜2125与箱体2110或声学输出装置2120与箱体2110相对固定的位置(如框架)之间可以通过柔性连接件2123连接。这种连接方式可以增加振膜的柔性，提高振膜的振动幅度，从而提高音箱2100的灵敏度。
结合图21和图22B，音箱2100的第一辐射面2121和第二辐射面2122可以分别由声学输出装置2120驱动第一振膜2124和第二振膜2125振动实现。第二振膜2125可以相对于第一振膜2124倾斜设置。在沿着第一振膜2124的振动方向上，第二振膜2125的外缘比第二振膜2125的内缘更远离第一振膜2124。在一些实施例中，第一振膜2124可以相对于第二振膜2125更加深入箱体2110。第一振膜2124相对于第二振膜2125更加深入箱体2110的设置方式可以减小声学输出装置2120的尺寸，同时还能提高音箱2100构建指向性声场的效率。在一些实施例中，第二振膜2125可以呈环形圆台结构。在一些实施例中，环形圆台结构对应的圆锥结构的圆锥角可以在45°-160°范围内。在一些实施例中，环形圆台结构对应的圆锥结构的圆锥角可以位于90°-160°范围内。
结合21和图22C，音箱2100的第一辐射面2121和第二辐射面2122可以由不同的声学输出装置分别驱动对应的振膜振动实现。在一些实施例中，第一声学输出装置2020-1可以包括第一振膜2124，第一辐射面2121可以由第一声学输出装置2120-1驱动第一振膜2124振动实现。第二声学输出装置2120-2可以包括第二振膜2125，第二辐射面2122由第二声学输出装置2120-2驱动第二振膜2125振动实现。音箱2100处于工作状态下，可以分别控制第一声学输出装置2120-1(第一振膜2124)和第二声学输出装置2120-2(第二振膜2125)的相位和幅值，从而构建指向性声场。在一些实施例中，第一声学输出装置2120-1可以设置于第二声学输出装置2120-2预留的中心位置处。第一声学输出装置2120-1相对于第二声学输出装置2120-2更加靠近箱体2110内部。这种设置方式可以减小第二声学输出装置2120-2的尺寸，同时还能更有效的构建指向性声场。
结合图21和图22D，第一声学输出装置2120-1可以通过支架2130设置于音箱2100。第一声学输出装置2120-1与第二声学输出装置2120-2可以是同轴设置。这种设置方式，可以使得第二声学输出装置2120-2不用预留放置第一声学输出装置2120-1的位置，以保证振膜形状完整，简化制造工艺。
本说明书实施例还提供一种声学输出系统，声学输出系统可以包括第一扬声器阵列和第二扬声器阵列。其中，第一扬声器阵列可以用于产生第一声音；第二扬声器阵列用于产生第二声音。第二扬声器阵列的至少一部分围绕第一扬声器阵列设置。在目标频率范围内，第一声音和第二声音的相位相反，使得第二声音与第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。
在一些实施例中，第一扬声器阵列和/或第二扬声器阵列可以包括多个本说明书实施例描述的声学输出装置，例如，声学输出装置1000、声学输出装置1400、声学输出装置1600、声学输出装置1700以及声学输出装置1900等，或其任意组合。在一些实施例中，第一扬声器阵列和/或第二扬声器阵列可 以利用一个或多个声学输出装置实现指向性声场的构建。
图23A是根据本说明书另一些实施例所示的扬声器阵列的示例性结构图。参见图23A，扬声器阵列2300可以包括一个第一声学输出装置2310和多个第二声学输出装置2320。第一声学输出装置2310可以位于扬声器阵列2300的中心位置，多个第二声学输出装置2320围设在第一声学输出装置2310的外围。第一声学输出装置2310输出第一声音，第二声学输出装置2320输出第二声音。通过设置第一声学输出装置2310和第二声学输出装置2320，使得第一声音的相位与第二声音的相位相反，第一声音与第二声音产生干涉以实现扬声器阵列2300指向性声场的构建。
在一些实施例中，扬声器阵列2300中各个声学输出装置的排布方式可以不同。通过设置扬声器阵列2300中各个声学输出装置的排布方式，可以对扬声器阵列2300形成的指向性声场进行调控。
在一些实施例中，扬声器阵列包括的声学输出装置的形状可以是圆形(如图23A所示)、跑道形、长方形、五边形、六边形等规则和/或不规则形状。例如，图23B是根据本说明书一些实施例所示的扬声器阵列的示例性结构图。如图23B所示，扬声器阵列2400中的声学输出装置可以是方形。与图23A中圆形的声学输出装置相比，方形的声学输出装置之间的连接更加紧密(可以近似为无缝连接)，从而可以提高扬声器阵列2400的空间利用率。又例如，图23C是根据本说明书一些实施例所示的扬声器阵列的示例性结构图。如图23C所示，扬声器阵列2500中的声学输出装置可以是多边形。以声学输出装置是六边形为例，与图23B中方形的声学输出装置相比，扬声器阵列2500可以用更少的六边形声学输出装置实现各个声学输出装置之间的紧密连接(近似为无缝连接)。声学输出装置为六边形时，还可以减少构成扬声器阵列2500中声学输出装置的数量，同时还能提高扬声器阵列2500的空间利用率。
在一些实施例中，当第一声学输出装置与外围的第二声学输出装置的尺寸一致时，第二声学输出装置的中心与第一声学输出装置的中心之间的距离相同，可以使各个第二声学输出装置产生的声场对第一声学输出装置产生的声场的调控作用相当，进而提高对各个第二声学输出装置的利用率。
需要说明的是，在一些实施例中，扬声器阵列中第一声学输出装置的数量可以是一个或多个；第二声学输出装置的数量也可以是一个或多个。在一些实施例中，也可以利用多个扬声器阵列来实现负载的声场指向性效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理 解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (34)

  1. 一种声学输出装置，其特征在于，包括：
    第一声学组件，包括第一振膜，所述第一振膜振动产生第一声音；以及
    第二声学组件，包括第二振膜，所述第二振膜振动产生第二声音，其中，
    所述第二振膜的至少一部分围绕所述第一振膜设置；以及
    在目标频率范围内，所述第一振膜的振动相位和所述第二振膜的振动相位相反，所述第二声音与所述第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。
  2. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一振膜的振动幅值与所述第二振膜的振动幅值之间的比值在0.8-1.2范围内。
  3. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一振膜为圆形振膜，所述第二振膜为围绕所述圆形振膜分布的环形振膜，所述第一振膜与所述第二振膜同轴布置。
  4. 根据权利要求3所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一振膜与所述第二振膜并排设置，且所述第二振膜的振动方向与所述第一振膜的振动方向平行。
  5. 根据权利要求4所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜的外径与所述第一振膜的直径间的比值不小于2。
  6. 根据权利要求4所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜的环形宽度与所述第一振膜的半径之间的比值不小于2。
  7. 根据权利要求4所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜与所述第一振膜的面积间的比值不小于4。
  8. 根据权利要求3所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜相对于所述第一振膜倾斜设置，且所述第二振膜的振动方向与所述第一振膜的振动方向之间形成0°-45°的夹角。
  9. 根据权利要求8所述的声学输出装置，其特征在于，在沿着所述第一振膜的振动方向上，所述第二振膜的外缘比所述第二振膜的内缘远离所述第一振膜。
  10. 根据权利要求9所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜与所述第一振膜的面积间的比值不小于1。
  11. 根据权利要求9所述的声学输出装置，其特征在于，所述第二振膜的外径与所述第一振膜的直径之间的比值不小于1。
  12. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，还包括滤波处理组件，用于：
    对音频信号进行滤波以生成第一音频信号；以及
    对所述第一音频信号进行调相处理，确定调相后的第一音频信号，其中，所述第一振膜基于所述音频信号产生所述第一声音，所述第二振膜基于所述调相后的第一音频信号产生所述第二声音。
  13. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，还包括分频处理组件，用于：
    对音频信号进行分频以生成第二音频信号和第三音频信号；以及
    对所述第三音频信号进行调相处理，确定调相后的第三音频信号。
  14. 根据权利要求13所述的声学输出装置，其特征在于，所述第三音频信号与所述调相后的第三音频信号相位相反。
  15. 根据权利要求13所述的声学输出装置，其特征在于，所述分频处理组件用于：
    基于分频点对所述音频信号进行分频以生成所述第二音频信号和所述第三音频信号。
  16. 根据权利要求15所述的声学输出装置，其特征在于，
    所述音频信号的频率范围为20Hz-20kHz；
    所述分频点的频率范围为200Hz-1000Hz。
  17. 根据权利要求13所述的声学输出装置，其特征在于，所述分频处理组件还用于基于所述第二音频信号和所述调相后的第三音频信号确定第四音频信号，其中，所述第一振膜基于所述音频信号产生所述第一声音，所述第二振膜基于所述第四音频信号产生所述第二声音。
  18. 根据权利要求17所述的声学输出装置，其特征在于，还包括壳体，用于容纳所述第一声学组 件和所述第二声学组件，其中
    所述壳体包括导声孔，用于导出所述第一振膜或所述第二振膜产生的第三声音，其中，所述第三声音与所述第一声音或所述第二声音相位相反。
  19. 根据权利要求13所述的声学输出装置，其特征在于，
    所述第一振膜基于所述第三音频信号产生所述第一声音；以及
    所述第二振膜基于所述调相后的第三音频信号产生所述第二声音。
  20. 根据权利要求19所述的声学输出装置，其特征在于，还包括第二声学输出装置，其中，所述第二声学输出装置包括：
    第三声学组件，包括第三振膜，用于基于所述第二音频信号产生第四声音。
  21. 根据权利要求20所述的声学输出装置，其特征在于，还包括壳体，用于容纳所述第三声学组件，其中，所述壳体包括导声孔，所述导声孔用于导出所述第三振膜产生的第五声音，所述第五声音与所述第四声音相位相反。
  22. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，包括：
    磁路组件，用于提供第一磁间隙和第二磁间隙，所述第一磁间隙和所述第二磁间隙中的磁场方向相反；以及
    音圈组件，包括第一音圈和第二音圈，其中
    所述第一音圈的一端位于所述第一磁间隙内，所述第一音圈的另一端与所述第一振膜连接；以及
    所述第二音圈的一端位于所述第二磁间隙内，所述第二音圈的另一端与所述第二振膜连接。
  23. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，包括：
    第一磁路组件，包括多组第一磁体，每组第一磁体包括在所述第一振膜两侧相对设置的两个磁化方向相反的第一磁体；以及
    第二磁路组件，包括多组第二磁体，每组第二磁体包括在所述第二振膜两侧相对设置的两个磁化方向相反的第二磁体。
  24. 根据权利要求23所述的声学输出装置，其特征在于，还包括
    设置在所述第一振膜中的第一导线，其中，所述第一导线位于相邻设置的两个第一磁体之间；以及
    设置在所述第二振膜中的第二导线，其中，所述第二导线位于相邻设置的两个第二磁体之间。
  25. 根据权利要求24所述的声学输出装置，其特征在于，位于相同磁场方向中的第一导线和第二导线电流方向相反。
  26. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，包括：
    压电组件，用于将电压信号转换为机械振动，包括第一压电元件和第二压电元件；以及
    振动传递组件，包括第一振动传递元件和第二振动传递元件，其中，
    所述第一振动传递元件用于连接所述第一压电元件和所述第一振膜以传递所述机械振动；以及
    所述第二振动传递元件用于连接所述第二压电元件和所述第二振膜以传递所述机械振动。
  27. 根据权利要求26所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一压电元件和所述第二压电元件的极化方向相反。
  28. 根据权利要求26所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一压电元件和所述第二压电元件的电极相反。
  29. 根据权利要求26所述的声学输出装置，其特征在于，作用在所述第一压电元件和所述第二压电元件上的所述压电信号相位相反。
  30. 根据权利要求1所述的声学输出装置，其特征在于，包括：
    第一磁回路，包括第一驱动单元，其中，所述第一驱动单元包括第一音圈，所述第一音圈用于基于电信号改变所述第一磁回路中的磁通密度以引起所述第一振膜振动；以及
    第二磁回路，包括第二驱动单元，其中，所述第二驱动单元包括第二音圈，所述第二音圈用于基于电信号改变所述第二磁回路中的磁通密度以引起所述第二振膜振动。
  31. 根据权利要求30所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一音圈与所述第二音圈的缠绕方向相反。
  32. 根据权利要求30所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一磁回路与所述第一磁回路的磁回路方向相反。
  33. 根据权利要求30所述的声学输出装置，其特征在于，所述第一音圈中的电信号与所述第二音圈中的电信号相位相反。
  34. 一种声学输出系统，其特征在于，包括：
    第一扬声器阵列，用于产生第一声音；以及
    第二扬声器阵列，用于产生第二声音，其中，
    所述第二扬声器阵列的至少一部分围绕所述第一扬声器阵列设置；以及
    在目标频率范围内，所述第一声音和所述第二声音相位相反，所述第二声音与所述第一声音干涉以产生指向目标方向的指向性声场。
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